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總是覺得睡不好?教你如何一夜順「睡」

異吐司想Toasty Thoughts_96
・2021/07/11 ・2638字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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「睡眠」對現代大多數人來說是個無解的大哉問。該幾點睡?要睡多久?睡前該注意什麼?怎樣才能增進睡眠品質?⋯⋯這些問題大多都反映出我們生活中遭遇到的種種困難。

過去近一世紀以來的研究,讓我們知道「睡不飽」所衍生出的身心問題有多麼嚴重。從高血壓、自體免疫系統失調、記憶力受損,到憂鬱症、解離症,甚至是幻想型妄想症等心理疾患都有影響,因此睡眠品質不良可說是現代人最大的隱形殺手也不為過。

睡眠品質影響身心問題。圖/Pexels

我們大多都聽過「一天至少要睡 6 小時」的說法,其他像是睡滿睡眠週期、不要打斷快速動眼期(REM)等理論也經常出現在日常生活中。然而最近有批學者趁著 COVID-19 疫情期間、大家都在家裡防疫的時候,做了超大規模的睡眠研究。他們發現除了「睡多久」,還有「從什麼時候開始睡」也可能對人們的心理健康產生顯著影響。

「量變導致質變」的睡眠研究

其實「睡眠」相關的研究一直是心理學、神經科學與現代醫學所注重的健康議題。然而可惜的是,雖然有不少人在此領域深耕,卻始終難以得出「理想」的結果。追根究底,還是因為「睡眠」這個行為太花時間,再加上有效追蹤的限制,對經費有限的研究團隊來說很難做到盡善盡美。

睡眠是很花時間的。圖/Giphy

有些注重「質」的睡眠研究,會需要讓受試者在規定的時間與環境中進入有效睡眠,並在專業器材的輔助下觀測他們睡眠時的生理變化。這類研究往往能產出很有價值的數據,卻都是建立在高昂的研究成本之上,規模大不起來、有效樣本數也有限。

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而重視「量」的研究大多是請受試者配合規定的睡眠方式,並在一段時間後進行追蹤。追蹤的方式可以是自陳式問卷,或透過生理檢查儀器觀測受試者生理狀態的變化。這類研究方法的優勢在於樣本數較多、分析出來的結果比較能反映現實狀況;但是相對的,因為沒辦法介入受試者的日常生活,很容易發生受試者因為偶發事件(例如:加班、私人行程等)而「掉隊」。

此外,由於精神疾病也會導致不健康的睡眠週期,讓相關研究者很難在臨床研究中辨別「精神疾病」與「睡眠」的因果關係。

為了克服「人」的不可控性,一個由美國與英國等大學聯手組成的研究團隊決定挖得更深入一些,從外部因素難以影響的「基因」層面著手。不只是研究「睡眠」,此團隊更想了解「睡眠時間」對情緒疾患「憂鬱症」的影響。

睡眠與精神疾病很難辨別因果關係。圖/Pexels

在鎖定超過 340 種的常見遺傳變異型後,哈佛大學醫學系的 Daghlas 醫師與其研究團隊直接與美國的基因檢測公司「23 與我」(23andMe)以及英國生物樣本庫(UK Biobank)合作,獲取將近 85 萬筆不記名的基因組合、精神疾病病史等資料。其中有 85,000 筆資料附帶個人穿戴式裝置測量的睡眠週期紀錄,另外則有 25 萬人曾填寫過睡眠偏好(平常幾點睡、睡多久)問卷。

如此龐大的樣本數,讓這次研究的價值產生「質變」。特別是以往在做基因變異比較時,往往會因為變異型種類太多使得樣本數被嚴重稀釋。這次集結歐美不同學校以及基因資料庫的力量,讓研究團隊突破以往統計分析遇到的限制,得出具理想外在效度的結果。

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一天一小時,憂鬱遠離我?

以結論而言:就算總睡眠時數不變,單是每天早入睡一個小時便足以降低 23% 的憂鬱風險。若是早入睡兩個小時,降低的風險更是來到驚人的 40%。值得注意的是,這項益處是針對原本就經常晚睡的夜貓子,本就早睡早起的人「更早睡」是否有相同效果還有待研究。

由於這項研究並不是實驗,我們無法明確辨別「提早入睡」與「憂鬱風險降低」的因果關係。然而若是結合過去其他研究的結果,其實能找到不同面向的解釋:

就生理層面來看,早睡早起的人會比夜貓子有更長的「日曬時間」。而接觸陽光除了帶來維生素 D,同時也可能影響我們大腦製造血清素的效率,進而影響我們的情緒穩定度。過去有歐美研究發現憂鬱症、雙向情感疾患(躁鬱症)都跟季節變化有關,推測與秋冬季的日照時間大幅減少有關。

曬太陽有利於維生素 D 的合成。圖/Giphy

從社會角度來看,由於絕大多數人的生活作息仍是跟著太陽走的,當隻夜貓子也間接代表我們很難維持充足的「實體」社交生活。人與人的連結不只是消遣,更是對心理健康來說無比重要的安全網,能夠在關鍵時刻提供我們所需的韌力與支持。

如 Daghlas 醫師在論文中提到的:「我們生活在一個以『日出而作,日落而息』為主流的社會當中,而違背此常態生活的夜貓子們很可能感受到與社會脫節的不協調感。」

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因此,當我們的生活作息與家人朋友錯開,這份「隔絕感」很可能會發酵,釀成令人心生鬱悶的「孤獨」與「失落」。

生活作息與親友錯開的隔絕感。圖/Pexels

改善睡眠,你可以這樣做

這篇研究雖然得出令人振奮的結果,但畢竟只是一篇沒有辦法推導出因果關係的研究,後續仍需要進行大量臨床實驗來釐清當中的機制。此外,本篇研究討論的重點是「提早入睡」可能帶來的好處,但是睡眠還有很多面向值得我們注意。

關於睡眠不足以及睡眠品質不佳的研究數不勝數,獲得的結果也很一致,無不在警告我們不健康作息背後的種種風險。特別是最近因為疫情的關係,失去日常上班上課來制衡的生活作息很容易亂掉,讓我們陷入越來越晚睡、越來越睡不好的負面循環。

與其糾結於「早睡一小時」,不如先想辦法讓自己「多睡一小時」或是嘗試「睡前一小時不用 3C 產品」,為生活帶來更正向的改變。

  • Beecher, M. E., Eggett, D., Erekson, D., Rees, L. B., Bingham, J., Klundt, J., … & Boardman, R. D. (2016). Sunshine on my shoulders: weather, pollution, and emotional distress. Journal of affective disorders205, 234-238.
  • Daghlas I, Lane JM, Saxena R, Vetter C. Genetically Proxied Diurnal Preference, Sleep Timing, and Risk of Major Depressive Disorder. JAMA Psychiatry. Published online May 26, 2021. doi:10.1001/jamapsychiatry.2021.0959
  • University of Colorado at Boulder. (2021, May 28). Waking just one hour earlier cuts depression risk by double digits, study finds. ScienceDaily. Retrieved June 29, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2021/05/210528114107.htm
  • Sansone, R. A., & Sansone, L. A. (2013). Sunshine, serotonin, and skin: a partial explanation for seasonal patterns in psychopathology?. Innovations in clinical neuroscience10(7-8), 20.
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異吐司想Toasty Thoughts_96
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最初是想用心理學剖析日常事物,一方面「一吐思想」,另一方面借用吐司百變百搭的形象,讓心理學成為無處不在的有趣事物。基於本人雜食屬性,最後什麼都寫、什麼都分享。歡迎至臉書搜尋「異吐司想」。

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伺服器過熱危機!液冷與 3D VC 技術如何拯救高效運算?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/11 ・3194字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 高柏科技 合作,泛科學企劃執行。

當我們談論能擊敗輝達(NVIDIA)、Google、微軟,甚至是 Meta 的存在,究竟是什麼?答案或許並非更強大的 AI,也不是更高速的晶片,而是你看不見、卻能瞬間讓伺服器崩潰的「熱」。

 2024 年底至 2025 年初,搭載 Blackwell 晶片的輝達伺服器接連遭遇過熱危機,傳聞 Meta、Google、微軟的訂單也因此受到影響。儘管輝達已經透過調整機櫃設計來解決問題,但這場「科技 vs. 熱」的對決,才剛剛開始。 

不僅僅是輝達,微軟甚至嘗試將伺服器完全埋入海水中,希望藉由洋流降溫;而更激進的做法,則是直接將伺服器浸泡在冷卻液中,來一場「浸沒式冷卻」的實驗。

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但這些方法真的有效嗎?安全嗎?從大型數據中心到你手上的手機,散熱已經成為科技業最棘手的難題。本文將帶各位跟著全球散熱專家 高柏科技,一同看看如何用科學破解這場高溫危機!

運算=發熱?為何電腦必然會發熱?

為什麼電腦在運算時溫度會升高呢? 圖/unsplash

這並非新問題,1961年物理學家蘭道爾在任職於IBM時,就提出了「蘭道爾原理」(Landauer Principle),他根據熱力學提出,當進行計算或訊息處理時,即便是理論上最有效率的電腦,還是會產生某些形式的能量損耗。因為在計算時只要有訊息流失,系統的熵就會上升,而隨著熵的增加,也會產生熱能。

換句話說,當計算是不可逆的時候,就像產品無法回收再利用,而是進到垃圾場燒掉一樣,會產生許多廢熱。

要解決問題,得用科學方法。在一個系統中,我們通常以「熱設計功耗」(TDP,Thermal Design Power)來衡量電子元件在正常運行條件下產生的熱量。一般來說,TDP 指的是一個處理器或晶片運作時可能會產生的最大熱量,通常以瓦特(W)為單位。也就是說,TDP 應該作為這個系統散熱的最低標準。每個廠商都會公布自家產品的 TDP,例如AMD的CPU 9950X,TDP是170W,GeForce RTX 5090則高達575W,伺服器用的晶片,則可能動輒千瓦以上。

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散熱不僅是AI伺服器的問題,電動車、儲能設備、甚至低軌衛星,都需要高效散熱技術,這正是高柏科技的專長。

「導熱介面材料(TIM)」:提升散熱效率的關鍵角色

在電腦世界裡,散熱的關鍵就是把熱量「交給」導熱效率高的材料,而這個角色通常是金屬散熱片。但散熱並不是簡單地把金屬片貼在晶片上就能搞定。

現實中,晶片表面和散熱片之間並不會完美貼合,表面多少會有細微間隙,而這些縫隙如果藏了空氣,就會變成「隔熱層」,阻礙熱傳導。

為了解決這個問題,需要一種關鍵材料,導熱介面材料(TIM,Thermal Interface Material)。它的任務就是填補這些縫隙,讓熱可以更加順暢傳遞出去。可以把TIM想像成散熱高速公路的「匝道」,即使主線有再多車道,如果匝道堵住了,車流還是無法順利進入高速公路。同樣地,如果 TIM 的導熱效果不好,熱量就會卡在晶片與散熱片之間,導致散熱效率下降。

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那麼,要怎麼提升 TIM 的效能呢?很直覺的做法是增加導熱金屬粉的比例。目前最常見且穩定的選擇是氧化鋅或氧化鋁,若要更高效的散熱材料,則有氮化鋁、六方氮化硼、立方氮化硼等更高級的選項。

典型的 TIM 是由兩個成分組成:高導熱粉末(如金屬或陶瓷粉末)與聚合物基質。大部分散熱膏的特點是流動性好,盡可能地貼合表面、填補縫隙。但也因為太「軟」了,受熱受力後容易向外「溢流」。或是造成基質和熱源過分接觸,高分子在高溫下發生熱裂解。這也是為什麼有些導熱膏使用一段時間後,會出現乾裂或表面變硬。

為了解決這個問題,高柏科技推出了凝膠狀的「導熱凝膠」,說是凝膠,但感覺起來更像黏土。保留了可塑性、但更有彈性、更像固體。因此不容易被擠壓成超薄,比較不會熱裂解、壽命也比較長。

OK,到這裡,「匝道」的問題解決了,接下來的問題是:這條散熱高速公路該怎麼設計?你會選擇氣冷、水冷,還是更先進的浸沒式散熱呢?

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液冷與 3D VC 散熱技術:未來高效散熱方案解析

除了風扇之外,目前還有哪些方法可以幫助電腦快速散熱呢?圖/unsplash

傳統的散熱方式是透過風扇帶動空氣經過散熱片來移除熱量,也就是所謂的「氣冷」。但單純的氣冷已經達到散熱效率的極限,因此現在的散熱技術有兩大發展方向。

其中一個方向是液冷,熱量在經過 TIM 後進入水冷頭,水冷頭內的不斷流動的液體能迅速帶走熱量。這種散熱方式效率好,且增加的體積不大。唯一需要注意的是,萬一元件損壞,可能會因為漏液而損害其他元件,且系統的成本較高。如果你對成本有顧慮,可以考慮另一種方案,「3D VC」。

3D VC 的原理很像是氣冷加液冷的結合。3D VC 顧名思義,就是把均溫板層層疊起來,變成3D結構。雖然均溫板長得也像是一塊金屬板,原理其實跟散熱片不太一樣。如果看英文原文的「Vapor Chamber」,直接翻譯是「蒸氣腔室」。

在均溫板中,會放入容易汽化的工作流體,當流體在熱源處吸收熱量後就會汽化,當熱量被帶走,汽化的流體會被冷卻成液體並回流。這種利用液體、氣體兩種不同狀態進行熱交換的方法,最大的特點是:導熱速度甚至比金屬的熱傳導還要更快、熱量的分配也更均勻,不會有熱都聚集在入口(熱源處)的情況,能更有效降溫。

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整個 3DVC 的設計,是包含垂直的熱導管和水平均溫板的 3D 結構。熱導管和均溫板都是採用氣、液兩向轉換的方式傳遞熱量。導熱管是電梯,能快速把散熱工作帶到每一層。均溫板再接手將所有熱量消化掉。最後當空氣通過 3DVC,就能用最高的效率帶走熱量。3DVC 跟水冷最大的差異是,工作流體移動的過程經過設計,因此不用插電,成本僅有水冷的十分之一。但相對的,因為是被動式散熱,其散熱模組的體積相對水冷會更大。

從 TIM 到 3D VC,高柏科技一直致力於不斷創新,並多次獲得國際專利。為了進一步提升 3D VC 的散熱效率並縮小模組體積,高柏科技開發了6項專利技術,涵蓋系統設計、材料改良及結構技術等方面。經過設計強化後,均溫板不僅保有高導熱性,還增強了結構強度,顯著提升均溫速度及耐用性。

隨著散熱技術不斷進步,有人提出將整個晶片組或伺服器浸泡在冷卻液中的「浸沒式冷卻」技術,將主機板和零件完全泡在不導電的特殊液體中,許多冷卻液會選擇沸點較低的物質,因此就像均溫板一樣,可以透過汽化來吸收掉大量的熱,形成泡泡向上浮,達到快速散熱的效果。

然而,因為水會導電,因此替代方案之一是氟化物。雖然效率差了一些,但至少可以用。然而氟化物的生產或廢棄時,很容易產生全氟/多氟烷基物質 PFAS,這是一種永久污染物,會對環境產生長時間影響。目前各家廠商都還在試驗新的冷卻液,例如礦物油、其他油品,又或是在既有的液體中添加奈米碳管等特殊材質。

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另外,把整個主機都泡在液體裡面的散熱邏輯也與原本的方式大相逕庭。如何重新設計液體對流的路線、如何讓氣泡可以順利上浮、甚至是研究氣泡的出現會不會影響元件壽命等等,都還需要時間來驗證。

高柏科技目前已將自家產品提供給各大廠商進行相容性驗證,相信很快就能推出更強大的散熱模組。

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重鬱症警訊:當憂鬱吞噬生活,有解方嗎?
careonline_96
・2025/02/26 ・2260字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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圖 / 照護線上

「一位近 50 歲的女性重鬱症患者,幾乎已經嘗試過所有抗憂鬱口服藥物,也合併且反覆使用許多相關治療,但療效有限,不是整天躺在家裡,就是有想死的衝動,無法照顧家庭。」振興醫院精神科黃威勝醫師說,該患者在某次急性發作後送醫治療。在接受速效抗憂鬱鼻噴劑治療後效果驚人,不僅情緒顯著穩定,在後續穩定療程下,門診減少許多其他藥物,也開始重拾與小孩正常互動,生活品質明顯改善。

「憂鬱症」是一個常見的情緒障礙通稱,涵蓋不同程度的病程與症狀表現。黃威勝醫師指出,在臨床上,根據嚴重度和症狀表現,憂鬱症可以分為輕度、中度和重度等狀況。「重度憂鬱症」指的是最嚴重的憂鬱症型態,也稱為「重鬱症」,必須符合特定診斷準則。常見症狀包括情緒低落、失去活力、無法集中精神、對原本感興趣的活動失去興趣或樂趣,可能失眠或嗜睡、食慾減退或暴飲暴食。患者會出現各種負面想法,可能感到自責、罪惡感、覺得人生沒有意義,嚴重時可能出現自殺念頭或行為。

不可輕忽的憂鬱症警訊
圖 / 照護線上

部分患者在出現自殺念頭前,會有可觀察到的行為或情緒改變,但也有些患者完全沒有明顯徵兆。黃威勝醫師說,可能的「預警行為」包括整理私人物品與財物、留遺書或交代身後事等;在社群媒體上發布異常訊號,例如張貼告別、回顧過往等遺言性文字或照片;突然與親友聯繫,主動表達道別或感謝;原本情緒低落,卻突然變得異常冷靜,情緒反轉變動不定。若發現相關跡象,請提高警覺,主動關心並儘速尋求醫療幫助!

如果出現強烈自殺念頭,應立即陪同至門診或急診就醫,讓專業醫療人員進行評估與治療。黃威勝醫師說,在自殺高風險期,需有家人或信任的人持續陪伴,並確保患者的環境安全,務必移除尖銳物、藥物等可能造成危險的物品。

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注意警訊恐是輕生前兆
圖 / 照護線上

針對重鬱症,藥物治療非常重要,醫師通常會開立抗憂鬱、鎮靜藥物來穩定情緒。不過傳統抗憂鬱藥物通常需數週才能有療效,對有急性自殺意念與行為的患者無法立即緩解自殺危機。此外,黃威勝醫師表示,根據台灣的資料,約有三分之一的重鬱症患者屬「困難治療型」,這些患者對現有口服藥物反應較差,或需多次調整藥物,且療程較長,大大增加治療難度。若患者對治療反應不佳或出現復發時,醫師會檢視現有口服抗憂鬱藥物,評估是否需要提高劑量、轉換藥物。

即使重鬱患者處於穩定期,且持續用藥與心理治療,還是會有復發風險。黃威勝醫師解釋,「就像感冒痊癒後仍可能再次感染,情緒障礙亦可能在壓力、環境因素或生理變化下再次急性發作。」

黃威勝醫師表示,面對這些重鬱症治療困境,過去是感到很無力的,難以有效阻止急性自殺的風險憾事。然在醫學發展下,近年來已有新突破。研究發現重鬱症患者腦部神經突觸有萎縮狀況,藉由新機轉藥物增強並活化神經突觸功能,能改善憂鬱症狀。目前有速效抗憂鬱鼻噴劑,採用鼻噴方式,經黏膜快速吸收,可以在24小時內改善急性憂鬱症狀,緩解自殺意念。國際大型臨床試驗的結果顯示,過半數的患者在完整四週的鼻噴劑合併口服抗憂鬱劑療程後,症狀可改善至正常,亦有高達75%患者可改善超過一半。

速效抗憂鬱鼻噴劑快速改散憂鬱症狀
圖 / 照護線上

憂鬱症是有多種機制與原因形成的複雜疾病,在急性期發作下,可藉由速效抗憂鬱鼻噴劑快速緩解症狀,再藉由後續不同治療策略,包括口服抗憂鬱藥、重覆經顱磁刺激(rTMS),以及結合心理治療,能幫助重鬱症患者獲得更好的預後並降低復發風險。

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黃威勝醫師建議重鬱症患者身旁的照護者,盡量多傾聽,少給予意見或指導,有時僅僅是待在患者身邊傾聽,就能幫助到患者,陪伴患者並傾聽其心聲,能有效減輕其情緒壓力,對治療過程具有輔助作用。也需多留意患者的生活細節,並陪同就醫,若有自殺前兆應盡速尋求專業幫助。除此之外,積極關懷重鬱症之照護者也很重要,很多重鬱症的照護者與家人終日提心吊膽承受照護壓力,多少都出現了一些身心狀況,呼籲照護者應適時緩解壓力,照顧他人很辛苦,但也要好好照顧與關心自己,避免成為下一個患者。可與診間醫師討論,尋求更適當的治療照護和溝通方式,緩解相關壓力與負擔。

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從遺傳學角度剖析:女性能在體育場上超越男性嗎?——《運動基因》
行路出版_96
・2024/08/10 ・3712字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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科學期刊的預言:女性能追趕甚至超越男性?

我在 2002 年還在讀大四時,第一次看到兩位 UCLA 生理學家的論文〈不用多久女性就會跑得比男性快?〉,當時我覺得這個標題很荒謬。在那之前我花了五個賽季,進行 800 公尺中距離跑步訓練,成績已經超越世界女子紀錄。而且我還不是自己接力隊上跑最快的。

但那篇論文發表在《自然》(Nature)期刊上,這是世上極具聲望的科學期刊,所以一定有些道理。大眾就是這麼認為的。《美國新聞與世界報導》雜誌在 1996 年亞特蘭大奧運之前,對一千個美國人做了調查,結果其中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。

1996 年亞特蘭大奧運前,一千位美國人中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。 圖/envato

《自然》期刊上那篇論文的作者,把男子組和女子組從 200 公尺短跑到馬拉松各項賽事歷年的世界紀錄畫成圖表,發現女子組紀錄進步得遠比男子組急速。他們用外推法從曲線的趨勢推斷未來,確定到 21 世紀前半葉,女性就會在各個賽跑項目擊敗男性。兩名作者寫道:「正因進步速度的差異實在非常大,而使(兩者)差距逐漸縮小。」

2004 年,趁著雅典奧運成為新聞焦點之際,《自然》又特別刊出一篇同類型的文章〈2156 年奧運會場上的重要衝刺?〉(Momentous Sprint at the 2156 Olympics?)──標題所指的,正是女子選手會在 100 公尺短跑比賽中,勝過男子選手的預計時間。

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2005 年,三名運動科學家在《英國運動醫學期刊》發表了一篇論文,省去問號開門見山在標題宣稱:〈女性終將做到〉(Women Will Do It in the Long Run.)。

難道男性主導世界紀錄的情況,始終是歧視女性、把女性排除於競技場外的結果?

20 世紀上半葉,文化規範與偽科學嚴重限制了女性參與運動競技的機會。在 1928 年阿姆斯特丹奧運期間,有媒體(捏造)報導指稱,女性選手在 800 公尺賽跑後筋疲力竭地躺在地上,這讓一些醫生和體育記者十分反感,使得他們認為這個比賽項目會危害女性健康。《紐約時報》上有篇文章就寫:「這種距離太消耗女性的體力了。」〔1〕那幾屆奧運之後,在接下來的三十二年間,距離超過 200 公尺的所有女子項目,都突然遭禁,直到 2008 年奧運,男女運動員的徑賽項目才終於完全相同。但《自然》期刊上的那幾篇論文指出,隨著女性參賽人數增多,看起來她們的運動成績到最後可能會與男性並駕齊驅,甚至比男性更好。

運動能力的基因密碼:性別差異的生物學根源

我去拜訪約克大學的運動心理學家喬.貝克時,我們談論到運動表現的男女差異,尤其是投擲項目的差異。在科學實驗裡證實過的所有性別差異中,投擲項目一直名列前茅。用統計學術語來說的話,男女運動員的平均投擲速度相差了三個標準差,大約是男女身高差距的兩倍。這代表如果你從街上拉一千個男子,其中 997 人擲球的力氣會比普通女性大。

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不過貝克提到,這種情形可能是反映女性缺乏訓練。他的太太是打棒球長大的,輕輕鬆鬆就能贏過他。他打趣說:「她會發出一束雷射光。」那麼這是生物學上的差異嗎?

男性和女性的 DNA 差異極小,僅限於在女性身上為X或男性為Y的那單一染色體。姊弟或兄妹從完全相同的來源取得基因,透過重組母親和父親的 DNA,確保兄弟姊妹絕對不會相近到變成複製人。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,它的全名是「Y 染色體性別決定區基因」。若要說有「運動能力基因」,那就非 SRY 基因莫屬了。人類生物學的安排,就是讓同樣的雙親能夠同時生育出男性的兒子和女性的女兒,即使傳遞的是相同的基因。SRY 基因是一把 DNA 萬能鑰匙,會選擇性地啟動發育成男性的基因。

我們在生命初期都是女性──每個人類胚胎在形成的前六週都是女性。由於哺乳動物的胎兒會接觸到來自母親的大量雌激素,因此預設性別為女性是比較合算的。在男性身上,SRY 基因到第六週時會暗示睪丸及萊氏細胞(Leydig cell)該準備形成了;萊氏細胞是睪丸內負責合成睪固酮的細胞。睪固酮在一個月之內會不斷湧出,啟動特定基因,關閉其他基因,兩性投擲差距不用多久就會出現。

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男孩還在子宮時,就開始發育出比較長的前臂,這使得他們日後投擲時會做出更有力的揮臂動作。儘管男孩和女孩在投擲技能方面的差異,不如成年男性和女性之間那麼顯著,但這種差異在兩歲幼童身上已經很明顯了。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,會選擇性地啟動發育成男性的基因。 圖/envato

文化與訓練的影響:投擲項目中的性別差距

為了確定孩童之間的投擲差距有多少與文化有關,北德州大學和西澳大學的科學家組成團隊,共同測試美國孩童與澳洲原住民孩童的投擲技能。澳洲原住民沒有發展出農業,仍過著狩獵採集生活,他們教導女孩丟擲戰鬥及狩獵用武器,就像教導男孩一樣。這項研究確實發現,美國男孩和女孩在投擲技能上的差異,比澳洲原住民男孩和女孩之間的差異顯著許多。不過儘管女孩因為較早發育長得較高較壯,男孩仍比女孩擲得更遠。

普遍來說,男孩不僅比女孩更善於投擲,視覺追蹤攔截飛行物的能力往往也出色許多;87% 的男孩在目標鎖定能力的測試上,表現得比一般女孩好。另外,導致差異的部分原因,至少看起來是因為在子宮的時期接觸到了睪固酮。由於先天性腎上腺增生症,而在子宮裡接觸到高濃度睪固酮的女孩,上述項目的表現會像男孩一樣,而不像女孩;患有這種遺傳疾病的胎兒,腎上腺會過度分泌男性荷爾蒙。

受過良好投擲訓練的女性,能輕易勝過未受訓練的男性,但受過良好訓練的男性,表現會大幅超越受過良好訓練的女性。男子奧運標槍選手擲出的距離,比女子奧運選手遠大約三成,儘管女子組使用的標槍比較輕。此外,女性投出的最快棒球球速的金氏世界紀錄是 65 mph(相當於時速 105 公里),表現不錯的高中男生的球速經常比這還要快,有些男子職業球員可以投出超過 100 mph(相當於時速 160 公里)的球速。

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在跑步方面,從 100 公尺到 1 萬公尺,經驗法則是把菁英級表現差距定在 11%。從短跑到超級馬拉松,不管任何距離的賽跑,男子組的前十名都比女子組的前十名快大約 11%。〔2〕在職業等級,那就是個鴻溝。女子組的 100 公尺世界紀錄,跟 2012 年奧運男子組的參賽資格還差了四分之一秒;而在一萬公尺長跑,女子組的世界紀錄成績,與達到奧運參賽資格最低標準的男選手相比落後了一圈。

不論距離,男子組前十名的跑步速度普遍比女子組快約 11%。圖/enavato

投擲項目與純爆發力型運動項目的差距更大。在跳遠方面,女子選手落後男子 19%。差距最小的是長距離游泳競賽;在 800 公尺自由式比賽中,排名前面的女子選手,與排名前面的男子選手差距不到 6%。

預言女性運動員將超越男性的那幾篇論文暗示,從 1950 年代到 1980 年代,女性表現的進展遵循一條會持續下去的穩定軌跡,但在現實中是有一段短暫爆發,隨後趨於平穩──這是女子運動員,而非男子運動員進入的平穩期。儘管到 1980 年代,女性在 100 公尺到 1 英里各項賽跑的最快速度,都開始趨於穩定,但男子運動員仍繼續緩慢進步,雖然只進步一點點。

數字很明確。菁英女子選手並未趕上菁英男子選手,也沒有保持住狀況,男性運動員則在非常慢地進步。生物學上的差距在擴大。但為什麼原本就有差距存在?

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註釋

  1.  各報上氣不接下氣地報導 800 公尺女子選手紛紛倒在跑道上。正如運動雜誌《跑步時代》(Running Times)2012 年的一篇文章指出的,實情是只有一個女子選手在終點線倒下,其餘三名都打破了先前的世界紀錄。據稱人在現場的《紐約郵報》記者寫道,「11 位淒慘的女性」當中有 5 人沒有跑完,5 人在跑過終點線後倒下。《跑步時代》報導說,參賽的女運動員只有 9 個,而且全部跑完。
  2. 過去普遍認為,隨著比賽距離拉長,女子賽跑選手會超越男子選手。這是克里斯多福.麥杜格(Christopher McDougall)在《天生就會跑》這本很吸引人的書裡談到的主題,但不完全正確。成績非常優秀的跑者之間的 11% 差距,在最長距離和最短距離同樣穩固存在。儘管如此,南非生理學家卻發現,當一男一女的馬拉松完賽時間不相上下,那個男士在距離短於馬拉松的比賽中通常會贏過那個女士,但如果競賽距離加長到 64 公里,女士就會跑贏。他們報告說,這是因為男性通常比較高又比較重,比賽距離越長,這就會變成很大的缺點。然而在世界頂尖超馬選手當中,男女體型差異比一般群體中的差異小,而 11% 的成績差距,也存在於超級長距離的最優秀男女選手之間。

——本文摘自 大衛・艾普斯坦(David Epstein)運動基因:頂尖運動表現背後的科學》,2020 年 12 月,行路出版,未經同意請勿轉載

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